黄酮类化合物YH精选PPT讲稿.ppt
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1、关于黄酮类化合物YH第一页,讲稿共一百八十四页哦是一类重要的天然色素,也是中药中一类重要的有效成分。是一类重要的天然色素,也是中药中一类重要的有效成分。分布广泛,多分布于高等植物中,集中在被子植物。以唇形分布广泛,多分布于高等植物中,集中在被子植物。以唇形科、玄参科、爵麻科、菊科等存在较多。常以科、玄参科、爵麻科、菊科等存在较多。常以游离态或与糖游离态或与糖结合成苷的形式结合成苷的形式存在。在存在。在花、叶、果中多为苷花、叶、果中多为苷;在木质部在木质部多为苷元多为苷元,生理活性多种多样,作用强,毒性不大。,生理活性多种多样,作用强,毒性不大。第一节、概述第一节、概述第二页,讲稿共一百八十四页
2、哦色原酮色原酮2-2-苯基色原酮苯基色原酮C6-C3-C6第三页,讲稿共一百八十四页哦糖糖醋酸-丙二酸途径桂皮酸途径RCH2COCoACoAOOCOHx 3OHOOH查耳酮OOOHOO一、黄酮类化合物的生物合成途径一、黄酮类化合物的生物合成途径生物合成研究表明生物合成研究表明A A环环来自于来自于三个丙二酰辅酶三个丙二酰辅酶A A,B B环环来自于来自于桂皮酰辅酶桂皮酰辅酶A A。第四页,讲稿共一百八十四页哦定义:凡两个苯环(定义:凡两个苯环(A A、B B)通过三碳链相互联结而成的)通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。大多具有一类成分称为黄酮类化合物。大多具有C6-C3-C6的
3、基本的基本骨架,且常有羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等取代骨架,且常有羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等取代基。基。二、二、基本结构和分类基本结构和分类第五页,讲稿共一百八十四页哦(一)黄酮苷元的结构和分类根据根据B环连接位置(环连接位置(2位或位或3位)、位)、C环氧化程度、环氧化程度、C环环是否成环是否成环等将黄酮类化合物分为以下七大类。等将黄酮类化合物分为以下七大类。1 黄酮和黄酮醇黄酮和黄酮醇2二氢黄酮和二氢黄酮醇二氢黄酮和二氢黄酮醇3异黄酮和二氢异黄酮异黄酮和二氢异黄酮4查耳酮和二氢查耳酮类查耳酮和二氢查耳酮类5橙酮类橙酮类6花色素和黄烷醇类花色素和黄烷醇类7其他黄酮类其他黄酮类第六页,讲
4、稿共一百八十四页哦 R=H黄酮黄酮R=OH黄酮醇黄酮醇这里指的是狭义的黄酮,即这里指的是狭义的黄酮,即2苯基色原酮(苯基色原酮(2-苯基苯基苯并苯并吡喃酮)类,吡喃酮)类,此类化合物数量最多,尤其是黄此类化合物数量最多,尤其是黄酮醇。如黄芩中的酮醇。如黄芩中的黄芩苷黄芩苷,芫花中的芫花中的芹菜素芹菜素、金银花、金银花中的中的木犀草素木犀草素属于黄酮类;银杏中的属于黄酮类;银杏中的山奈素山奈素和和槲皮素槲皮素属于黄酮醇类属于黄酮醇类。第七页,讲稿共一百八十四页哦黄芩苷黄芩苷芹菜素芹菜素木犀草素木犀草素第八页,讲稿共一百八十四页哦山奈素山奈素杨梅素槲皮素 R=H芦丁 R=芸香糖第九页,讲稿共一百八
5、十四页哦 R=H 二氢黄酮 R=OH 二氢黄酮醇与黄酮和黄酮醇相比,其与黄酮和黄酮醇相比,其结构中结构中C环环C2-C3位双键被饱位双键被饱和,和,他们在植物体内常与相应的黄酮和黄酮醇共存。他们在植物体内常与相应的黄酮和黄酮醇共存。如甘草中的如甘草中的甘草素甘草素、橙皮中的、橙皮中的橙皮苷橙皮苷均属于二氢黄酮均属于二氢黄酮类;满山红中的类;满山红中的二氢槲皮素二氢槲皮素、桑枝中的、桑枝中的二氢桑色素二氢桑色素均均属于二氢黄酮醇类。属于二氢黄酮醇类。第十页,讲稿共一百八十四页哦橙皮素甘草素 R=H甘草苷 R=glc橙皮苷 R=芸香糖第十一页,讲稿共一百八十四页哦黄柏叶中具有抗癌活性的黄柏素黄柏叶
6、中具有抗癌活性的黄柏素-7-O-7-O-葡葡萄糖苷也属于二氢黄酮醇类。萄糖苷也属于二氢黄酮醇类。黄柏素-7-O-葡萄糖苷第十二页,讲稿共一百八十四页哦二氢槲皮素二氢桑色素第十三页,讲稿共一百八十四页哦异黄酮类为具有异黄酮类为具有3 3苯基色原酮苯基色原酮基本骨架的化合物,基本骨架的化合物,与黄酮相比其与黄酮相比其B B环位置连接不同。如葛根中的葛根环位置连接不同。如葛根中的葛根素、大豆苷及大豆素均为异黄酮。素、大豆苷及大豆素均为异黄酮。大豆素大豆素 R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=H=H 大豆苷大豆苷 R R1 1=R=R3 3=H R=H R2 2=glc=glc 葛根素葛根素 R
7、 R2 2=R=R3 3=H R=H R1 1=glc=glc第十四页,讲稿共一百八十四页哦二氢异黄酮类可看作是二氢异黄酮类可看作是异黄酮类异黄酮类C C2 2和和C C3 3双键被还原双键被还原成单键的一类化合物。如中药广成单键的一类化合物。如中药广豆根中的紫檀素就属于二氢异黄酮的衍生物。豆根中的紫檀素就属于二氢异黄酮的衍生物。紫檀素 第十五页,讲稿共一百八十四页哦查耳酮的主要结构特点是查耳酮的主要结构特点是C C环未成环环未成环,另外定位也,另外定位也与其他黄酮不同。其可以看作是二氢黄酮在碱性与其他黄酮不同。其可以看作是二氢黄酮在碱性条件下条件下C C环开环的产物,两者互为同分异构体,环开
8、环的产物,两者互为同分异构体,常在植物体内共存。同时两者的转变伴随着常在植物体内共存。同时两者的转变伴随着颜色颜色的变化的变化。(举例)。(举例)二氢黄酮二氢黄酮 2-2-羟基查耳酮羟基查耳酮第十六页,讲稿共一百八十四页哦中药红花中的红花苷为查耳酮类。红花在开花初期时,花中主要中药红花中的红花苷为查耳酮类。红花在开花初期时,花中主要成分为无色的新红花苷(二氢黄酮类)及微量红花苷,故花冠是成分为无色的新红花苷(二氢黄酮类)及微量红花苷,故花冠是淡黄色;开花中期花中主要成分为黄色的红花苷,故花冠为深黄淡黄色;开花中期花中主要成分为黄色的红花苷,故花冠为深黄色;开花后期则变成红色的醌式红花苷,故花冠
9、为红色。色;开花后期则变成红色的醌式红花苷,故花冠为红色。第十七页,讲稿共一百八十四页哦结构特点:可看作是黄酮的结构特点:可看作是黄酮的C C环分出一个碳原子变成五环分出一个碳原子变成五元环元环,其余部位不变,但,其余部位不变,但C C原子定位也有所不同。是黄原子定位也有所不同。是黄酮的同分异构体,属于苯骈呋喃的衍生物,又名酮的同分异构体,属于苯骈呋喃的衍生物,又名噢噢哢哢。如黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素就属于此类。如黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素就属于此类。橙酮橙酮基本结构基本结构 硫磺菊素硫磺菊素 第十八页,讲稿共一百八十四页哦花色素类是一类以花色素类是一类以离子形式离子形式存在的存在的色原
10、烯的衍生物色原烯的衍生物。广泛存在。广泛存在于植物的花、果、叶、茎等部位,是形成植物蓝、红、紫色的于植物的花、果、叶、茎等部位,是形成植物蓝、红、紫色的色素。由于花色素多以苷的形式存在,故又称花色苷。如矢车色素。由于花色素多以苷的形式存在,故又称花色苷。如矢车菊素、飞燕草素、天竺葵素等属于此类。菊素、飞燕草素、天竺葵素等属于此类。飞燕草素飞燕草素R R1 1=R=R2 2=OH=OH 矢车菊素矢车菊素R R1 1=OH R=OH R2 2=H=H 天竺葵素天竺葵素R R1 1=R=R2 2=H=H第十九页,讲稿共一百八十四页哦黄黄烷烷醇醇类类生生源源上上是是由由二二氢氢黄黄酮酮醇醇类类还还原原
11、而而来来,可可看看成成是是脱脱去去C C4 4位位羰羰基基氧氧原原子子后后的的二二氢氢黄黄酮酮醇醇类类化化合合物物。黄黄烷烷-3-3-醇醇在在植植物物界界分分布布很很广广,如如儿儿茶茶素素和和表表儿儿茶茶素素。故故又又称称为为儿儿茶茶素素类类。儿儿茶茶素素为为中中药药儿儿茶茶的的有有效效成成分分,具有一定的抗癌活性。具有一定的抗癌活性。(+)儿茶素)儿茶素 (-)表儿茶素)表儿茶素 第二十页,讲稿共一百八十四页哦此类化合物大多此类化合物大多不符合不符合C6-C3-C6C6-C3-C6的基本骨架,但因具有的基本骨架,但因具有苯并苯并-吡喃酮吡喃酮结构,我们也将其归为黄酮类化合物。结构,我们也将其
12、归为黄酮类化合物。银杏素 凯林 麦冬高异黄酮A 红镰酶素 第二十一页,讲稿共一百八十四页哦存在于石苇、芒果叶和知母叶中存在于石苇、芒果叶和知母叶中,具有止咳去痰作用的具有止咳去痰作用的异芒果素。异芒果素。异芒果素第二十二页,讲稿共一百八十四页哦另外少数黄酮类化合物结构复杂另外少数黄酮类化合物结构复杂,如如:水飞蓟素榕碱第二十三页,讲稿共一百八十四页哦 类别 特点或组间区别 组内区别黄酮和黄酮醇 2-苯基色原酮 3-OH (C2-C3双键)二氢黄酮和 2-苯基色原酮 3-OH二氢黄酮醇 (C2-C3单键)异黄酮和二氢异黄酮 3-苯基色原酮 C2-C3双键和单键查耳酮和二氢查耳酮 C环开环 3碳链
13、为双键和单键橙酮 C环为五元环花色素和黄烷醇 无4位羰基 离子和分子其他类 均有色原酮结构总结:各类黄酮类化合物的特点和区别总结:各类黄酮类化合物的特点和区别第二十四页,讲稿共一百八十四页哦(二)天然黄酮类化合物存在形式(二)天然黄酮类化合物存在形式 大部分与糖成苷,一部分以游离形式存在。大部分与糖成苷,一部分以游离形式存在。1)1)游离黄酮类多为羟基、甲氧基、萜类侧链等取代的衍生物。游离黄酮类多为羟基、甲氧基、萜类侧链等取代的衍生物。2)2)苷类苷类:糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同,可糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同,可组成不同的黄酮苷类。组成不同的黄酮苷类。第二十五页,讲稿共
14、一百八十四页哦组成黄酮苷的糖类主要有单糖、双糖类、三糖类和酰化糖组成黄酮苷的糖类主要有单糖、双糖类、三糖类和酰化糖类。类。i.单糖类单糖类D-葡葡萄萄糖糖、D-半半乳乳糖糖、D-木木糖糖、L-鼠鼠李李糖糖、L-阿阿拉拉伯伯糖糖及及D-葡葡萄糖醛酸等。萄糖醛酸等。第二十六页,讲稿共一百八十四页哦ii.双糖类双糖类槐槐糖糖(glc 12glc)、龙龙胆胆二二糖糖(glc 16glc)、芸芸香香糖糖(rha16glc)、新新 橙橙 皮皮 糖糖(rha12glc)、刺刺 槐槐 二二 糖糖(rha16gal)等。)等。第二十七页,讲稿共一百八十四页哦iii.三糖类三糖类龙龙胆胆三三糖糖(glc 16gl
15、c 12fru)、槐槐三三糖糖(glc 12glc 12glc)等。)等。iv.酰化糖类酰化糖类2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。)等。第二十八页,讲稿共一百八十四页哦三、黄酮类化合物的生物活性三、黄酮类化合物的生物活性1、对心血管系统的作用、对心血管系统的作用Vp样样作作用用:芦芦丁丁、橙橙皮皮苷苷等等有有Vp样样作作用用,能能降降低低血血管管脆脆性性及及异常通透性,可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。异常通透性,可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。扩冠作用:芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。扩冠作用:芦丁、槲皮素、
16、葛根素、人工合成的力可定。降血脂及胆固醇:木樨草素降血脂及胆固醇:木樨草素第二十九页,讲稿共一百八十四页哦2、抗肝脏毒作用、抗肝脏毒作用从从水水飞飞蓟蓟种种子子中中得得到到的的水水飞飞蓟蓟素素具具有有保保肝肝作作用用,用用于于治治疗疗急急、慢慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。(+)-儿儿茶茶素素(catergen)也也可可抗抗肝肝脏脏毒毒作作用用,治治疗疗脂脂肪肪肝肝及及因因半半乳乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝损伤。糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝损伤。第三十页,讲稿共一百八十四页哦3、抗炎、抗炎芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。芦丁及其衍生
17、物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。4、抗菌及抗病毒作用、抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黄芩苷、黄芩素如木樨草素、黄芩苷、黄芩素5、解痉作用、解痉作用异甘草素、大豆素:解除平滑肌痉挛;异甘草素、大豆素:解除平滑肌痉挛;大大豆豆苷苷、葛葛根根素素及及葛葛根根总总黄黄酮酮可可缓缓解解高高血血压压患患者者的的头头痛痛等等症状;症状;杜杜鹃鹃素素、川川陈陈皮皮素素、槲槲皮皮素素、山山奈奈酚酚、芫芫花花素素、羟羟基基芫芫花花素:止咳祛痰。素:止咳祛痰。第三十一页,讲稿共一百八十四页哦6、雌性激素样作用、雌性激素样作用大大豆豆素素(daidzein)等等异异黄黄酮酮具具有有雌雌性性激激素素样样作作用用,可
18、可能能与与它它们们与己烯雌酚结构类似。与己烯雌酚结构类似。第三十二页,讲稿共一百八十四页哦7、清除人体自由基作用、清除人体自由基作用黄黄酮酮类类化化合合物物多多具具有有酚酚羟羟基基,易易氧氧化化成成醌醌类类而而提提供供氢氢离离子子,故有显著的抗氧特点。故有显著的抗氧特点。另另外外还还有有降降血血脂脂、血血糖糖,抗抗动动脉脉粥粥样样硬硬化化及及抗抗癌癌抗抗突突变变等作用。等作用。第三十三页,讲稿共一百八十四页哦8、抗肿瘤作用、抗肿瘤作用抗癌新药抗癌新药Flavopiridol的发现与研制,目前正被用于十几项一的发现与研制,目前正被用于十几项一期和二期的癌症临床试验。最近,不同的研究者证实其对艾期
19、和二期的癌症临床试验。最近,不同的研究者证实其对艾滋病也有异于其他药物的疗效。在从树皮中提取出纯化合物滋病也有异于其他药物的疗效。在从树皮中提取出纯化合物后,前后,前HOECHST公司又进行了结构与人工合成的研究。由公司又进行了结构与人工合成的研究。由此建立了一系列同型物,包括此建立了一系列同型物,包括Flavopiridol的专利。的专利。第三十四页,讲稿共一百八十四页哦一、性状一、性状1、苷元多数为结晶;苷类多数是无定形粉末。、苷元多数为结晶;苷类多数是无定形粉末。2、二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)、黄酮苷有旋光、二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)、黄酮苷有旋光性;其它苷元无旋光性。性;其它苷元无旋光
20、性。第二节第二节 性质与颜色反应性质与颜色反应第三十五页,讲稿共一百八十四页哦3.颜色颜色与与分分子子中中是是否否存存在在交交叉叉共共轭轭体体系系助助色色团团的的数数目目及及取取代基的位置有关。代基的位置有关。色色原原酮酮部部分分原原本本无无色色,但但在在2位位引引入入苯苯环环后后,即即形形成成交交叉叉共共轭轭体体系系,且且通通过过电电子子的的转转移移,重重排排,使使共共轭轭链链延延长长,而表现出颜色。而表现出颜色。第三十六页,讲稿共一百八十四页哦黄酮、黄酮醇及苷类黄酮、黄酮醇及苷类灰黄灰黄-黄色黄色查耳酮查耳酮黄黄-橙橙黄色黄色二氢黄酮、二氢黄酮醇二氢黄酮、二氢黄酮醇无色无色异黄酮异黄酮微黄
21、色微黄色其其中中,黄黄酮酮、黄黄酮酮醇醇及及苷苷类类、查查耳耳酮酮等等因因分分子子中中存存在在交交叉叉共共轭轭体体系系,在在7,4位位引引入入-OH,OCH3等等供供电电子子基基团团则则促促进进电电子子移位、重排,使化合物颜色加深。移位、重排,使化合物颜色加深。花色苷及其苷元的颜色随花色苷及其苷元的颜色随pH的不同而改变:呈现的不同而改变:呈现红红(pH8.5)第三十七页,讲稿共一百八十四页哦二、溶解度二、溶解度1、游游离离苷苷元元难难溶溶或或不不溶溶于于水水,易易溶溶于于MeOH,EtOH,EtOAc,Et2O。黄黄酮酮、黄黄酮酮醇醇及及查查耳耳酮酮是是平平面面型型分分子子,分分子子堆堆砌砌
22、紧紧密密,分分子子间间引力较大,更难溶于水。引力较大,更难溶于水。二二氢氢黄黄酮酮、二二氢氢黄黄酮酮醇醇是是非非平平面面型型分分子子,分分子子排排列列不不紧紧密密,分子间引力降低,对水的溶解度较大。分子间引力降低,对水的溶解度较大。第三十八页,讲稿共一百八十四页哦花花色色苷苷元元(花花青青素素)类类虽虽系系平平面面型型分分子子,但但因因以以离离子子形形式式存存在在,具具有有盐盐的的通通性性,故故亲亲水水性性较较强强,水水溶度较大。溶度较大。第三十九页,讲稿共一百八十四页哦黄黄酮酮苷苷元元引引入入羟羟基基越越多多,水水溶溶性性越越强强,羟羟基基甲甲基基化化后,则增加在有机溶剂中的溶解度。后,则增
23、加在有机溶剂中的溶解度。如如一一般般黄黄酮酮类类化化合合物物不不溶溶于于石石油油醚醚中中,可可与与脂脂溶溶性性杂杂质质分分开开,但但川川陈陈皮皮素素(5,6,7,8,3,4-六六甲甲氧氧基基黄黄酮)却可溶于石油醚。酮)却可溶于石油醚。第四十页,讲稿共一百八十四页哦2、黄黄酮酮类类化化合合物物的的羟羟基基苷苷化化后后,水水溶溶性性相相应应增增大大,而而在在有机溶剂中的溶解度相应减小。有机溶剂中的溶解度相应减小。黄黄酮酮苷苷一一般般易易溶溶于于H2O,MeOH,EtOH等等,难难溶溶或或不不溶溶于于苯苯,氯仿等。氯仿等。第四十一页,讲稿共一百八十四页哦三、酸碱性三、酸碱性1、酸性酸性黄黄酮酮类类化
24、化合合物物多多具具有有酚酚羟羟基基而而呈呈酸酸性性,可可溶溶于于碱碱性性水水液液,吡吡啶啶,甲酰胺及二甲基甲酰胺。甲酰胺及二甲基甲酰胺。酸酸性性强强弱弱顺顺序序:7,4-二二羟羟基基7,或或4羟羟基基一一般般酚酚羟羟基基5-羟羟基基;分分别别可可溶溶于于NaHCO3、Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH此性质可用于提取、分离及鉴定工作。此性质可用于提取、分离及鉴定工作。第四十二页,讲稿共一百八十四页哦2、碱性、碱性-吡吡喃喃酮酮上上的的1-位位氧氧原原子子上上有有未未共共用用电电子子对对,表表现现微微弱弱的的碱碱性性,可可与与强强无无机机酸酸如如浓浓硫硫酸酸,盐盐酸酸生生成成洋洋盐盐,
25、但但极极不不稳稳定定,加加水水即即可可分解。分解。黄黄酮酮类类化化合合物物溶溶于于浓浓硫硫酸酸中中生生成成的的洋洋盐盐常常表表性性特特殊殊的的颜颜色色,可可用用于鉴别。于鉴别。第四十三页,讲稿共一百八十四页哦四、显色反应四、显色反应(一一)还原反应还原反应1、盐酸、盐酸镁粉反应镁粉反应(用于区分黄酮、二氢黄酮及醇与其用于区分黄酮、二氢黄酮及醇与其他黄酮类化合物)他黄酮类化合物)-黄酮(醇)、二氢黄酮(醇)黄酮(醇)、二氢黄酮(醇)橙红橙红紫红紫红-查耳酮、橙酮、黄烷类不显色查耳酮、橙酮、黄烷类不显色-异黄酮多数不显色异黄酮多数不显色第四十四页,讲稿共一百八十四页哦2、四氢硼钠(钾)反应、四氢硼
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